基于氣道三維CT 重建篩選頜面部間隙感染患者困難氣道的 預(yù)測指標(biāo)

宋 巧，嚴(yán) 佳，周 韌，張 磊，姜 虹

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院麻醉科，上海200011

困難氣道的管理是麻醉醫(yī)師臨床工作中必備的一項基本技能。研究[1]表明，因氣道管理不當(dāng)導(dǎo)致嚴(yán)重缺氧，繼而誘發(fā)心室顫動、心搏驟停、腦缺氧甚至死亡者，約占麻醉事故相關(guān)死亡病例的25%。口腔頜面部間隙感染是口腔頜面外科中最常見的感染性疾病，起病急、進(jìn)展快，需要及時借助外科方法進(jìn)行切開引流及減壓。因感染易累及深部組織間隙，造成不同程度的張口受限、會厭水腫、舌體抬高，困難氣道發(fā)生率較高[2]。因此，術(shù)前準(zhǔn)確的氣道評估和充分準(zhǔn)備是確保頜面部間隙感染患者圍術(shù)期安全的先決條件之一[3]。

目前臨床上常用的氣道評估方法包括張口度測量、咬唇試驗、Mallampati 分級以及Willson 綜合評分法等；然而，因頜面部間隙感染患者常存在氣道的受壓、變形、移位，傳統(tǒng)評估方法難以準(zhǔn)確評估其內(nèi)部氣道情況，在此類患者困難氣道評估中的作用有限。三維CT（3D-CT）重建技術(shù)可以清晰地顯示氣道解剖結(jié)構(gòu)[4-5]。研究[6]表明，上氣道3D-CT 重建可評估睡眠呼吸障礙患者上氣道的狹窄及阻塞位置，較為精確地預(yù)測困難氣道。因此，本研究擬通過氣道3D-CT 重建篩選評估頜面部間隙感染患者氣道是否困難的指標(biāo)，以期為頜面部間隙感染患者的氣道評估提供參考，為提高該類患者圍術(shù)期氣道安全性提供保障。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

1.1.1 病例分組 回顧性分析2017 年8 月—2019 年7 月于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院行全身麻醉下頜面部間隙感染切開引流術(shù)患者的病例資料，選取其中已預(yù)測為困難氣道并接受清醒鎮(zhèn)靜表面麻醉下氣管插管的患者為病例組；通過醫(yī)院住院病例系統(tǒng)，隨機(jī)選取同期行全身麻醉手術(shù)的非困難氣道并接受麻醉快誘導(dǎo)氣管插管的非頜面部間隙感染手術(shù)患者為對照組。是否屬于困難氣道均由高年資麻醉科主治醫(yī)師根據(jù)傳統(tǒng)氣道評估方法和臨床經(jīng)驗判斷。

1.1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18 歲；美國麻醉醫(yī)師協(xié)會（American Society of Anesthesiologists，ASA）分級Ⅰ～Ⅲ級；入院已行頭頸頜面部CT 影像檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：ASA 分級≥Ⅳ級；行頜面部CT 影像檢查前已行氣管插管或氣管切開；合并其他任何影響氣道結(jié)構(gòu)或引起氣道梗阻的疾病；接受過頭頸頜面部放射治療或外科 手術(shù)。

1.2 CT 數(shù)據(jù)的采集、重建與測量

1.2.1 圖像獲取 所有病例均由相同儀器根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) 檢 查。 采 用GE Discovery CT750 HD（GE Healthcare公司），掃描參數(shù)為120 kV/240 mA，螺距1.5:1，層厚5 mm，1.25 mm 重建。將獲取的DICOM 格式的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Dolphin 11.9 軟件（Chatsworth 公司），進(jìn)行氣道三維重建及測量。

1.2.2 上氣道三維重建 利用軟件中的Orientation 模塊校正頭位，使眶耳平面平行于地面，正中矢狀面垂直于地面，并設(shè)眶耳平面為水平面（圖1）。個體化界定氣道靈敏度閾值，手動調(diào)整閾值以最大化氣道容積并最小化干擾。利用軟件中Edit-Sinus/Airway 模塊進(jìn)行氣道三維重建，將上部氣道分為鼻咽（Naso）、口咽（Oro）和喉咽（Hypo）三部分，口咽又分為腭咽（Velo）和舌咽（Glosso）兩部分；因鼻咽體積較小，故不對其進(jìn)行測量。分別以后鼻棘點（PNS）、第三頸椎椎體前下緣（C3）、第六頸椎椎體前下緣（C6）水平線作為上部氣道口咽及喉咽的分界，以腭垂尖端（U）水平線作為腭咽與舌咽的分界（圖2）。

圖1 頭位校正圖Fig 1 Skull orientation

圖2 上氣道各區(qū)的分界圖Fig 2 Dividing lines of upper airway areas

1.3 數(shù)據(jù)采集

1.3.1 基本資料 收集患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）及ASA 分級等臨床資料。

1.3.2 上氣道3D-CT 重建數(shù)據(jù) 分別測量和采集上述3D-CT 重建分割部位的體積（V）、正中矢狀面面積（Msa）、平均橫截面積（Mean）、最小橫截面積（Min）、最小橫截面矢狀前后徑（AP）、最小橫截面冠狀左右徑（LAT），以及第二頸椎（C2）水平橫截面積（C2-Area）和咽后壁黏膜厚度（C2-ST）、第三頸椎（C3）水平橫截面積（C3-Area）和咽后壁黏膜厚度（C3-ST）。同時，記錄病例組患者的氣道受壓程度及會厭受累程度。2 組患者的氣道3D-CT 重建見圖3。

圖3 咽氣道3D-CT 重建Fig 3 3D-CT reconstruction of upper airway

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

所有指標(biāo)均由同一研究者進(jìn)行3 次重復(fù)測量并取其平均值。運用SPSS 26.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。定量資料根據(jù)其是否符合正態(tài)分布，采用獨立樣本t檢驗或秩和檢驗進(jìn)行比較，定性資料采用χ2檢驗進(jìn)行比較。P＜0.05 表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。對于2 組差異有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)進(jìn)行單因素和多因素Logistic 回歸，分析該指標(biāo)與困難氣道的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較

共納入54 例患者，病例組和對照組各27 例。2 組患者年齡、性別、BMI、ASA 分級比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表1）。

表1 2 組病例一般情況比較（n=27）Tab 1 Comparison of general status between the two groups (n=27)

2.2 氣道3D-CT 測量結(jié)果分析

2 組病例氣道閾值范圍為46 ～82，病例組平均值為68.67±5.89，對照組平均值為69.07±6.73，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

2 組病例腭咽體積（Velo-V）和喉咽體積（Hypo-V）比較，病例組明顯小于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；而2 組舌咽體積（Glosso-V）和口咽體積（Oro-V）比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表2）。

2 組病例中腭咽正中矢狀面積（Velo-Msa）及平均橫截面積（Velo-Mean）、口咽正中矢狀面積（Oro-Msa）及最小橫截面積（Oro-Min）、喉咽正中矢狀面積（Hypo-Msa）及平均橫截面積（Hypo-Mean）比較，病例組均明顯小于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；2 組舌咽正中矢狀面積（Glosso-Msa）及平均橫截面積（Glosso-Mean）、口咽平均橫截面積（Oro-Mean）、喉咽最小橫截面積（Hypo-Min）、C2 水平橫截面積（C2-Area）及C3 水平橫截面積（C3-Area）比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表2）。

表2 2 組病例氣道3D-CT 體積及面積測量結(jié)果的比較（±s，mm）Tab 2 Comparison of volumetric and area measurements of the upper airway 3D-CT between the two groups (±s, mm)

表2 2 組病例氣道3D-CT 體積及面積測量結(jié)果的比較（±s，mm）Tab 2 Comparison of volumetric and area measurements of the upper airway 3D-CT between the two groups (±s, mm)

Item Case group Control group P value Velo-V 5 324.96±2 989.16 7 445.33±3 342.09 0.017 Velo-Msa 224.74±147.29 364.48±96.34 0.000 Velo-Mean 173.46±91.09 241.93±90.46 0.008 Glosso-V 8 145.15±2 947.61 7 380.78±3 703.36 0.216 Glosso-Msa 300.37±217.90 317.74±117.86 0.717 Glosso-Mean 292.17±99.54 323.95±159.81 0.856 Oro-V 13 371.00±4 540.12 14 738.56±6 373.48 0.368 Oro-Msa 517.70±334.98 677.93±177.74 0.033 Oro-Mean 231.36±74.21 272.84±106.86 0.104 Oro-Min 104.22±65.76 151.41±75.86 0.018 Hypo-V 9 118.07±3 134.95 12 018.37±4 009.21 0.005 Hypo-Msa 424.37±267.85 694.56±199.30 0.000 Hypo-Mean 194.81±62.12 253.78±80.81 0.004 Hypo-Min 108.56±45.89 132.81±49.46 0.067 C2-Area 324.78±110.10 303.85±150.63 0.261 C3-Area 159.07±63.88 205.15±84.34 0.054

病例組患者的口咽最小橫截面左右徑（Oro-LAT）小于對照組，C2 水平咽后壁黏膜厚度（C2-ST）及C3 水平咽后壁黏膜厚度（C3-ST）大于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；口咽最小橫截面前后徑（Oro-AP）、喉咽最小橫截面前后徑（Hypo-AP）及左右徑（Hypo-LAT）在2組間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表3）。

表3 2 組病例3D-CT 徑線測量結(jié)果的比較（±s，mm）Tab 3 Comparison of linear measurements between the two groups (±s, mm)

表3 2 組病例3D-CT 徑線測量結(jié)果的比較（±s，mm）Tab 3 Comparison of linear measurements between the two groups (±s, mm)

Item Case group Control group P value Oro-AP 7.42±2.74 8.09±2.67 0.372 Oro-LAT 11.48±6.54 16.50±5.04 0.003 Hypo- AP 13.14±4.89 15.62±4.19 0.052 Hypo-LAT 8.54±2.33 9.13±2.68 0.390 C2-ST 5.72±3.15 2.29±0.74 0.000 C3-ST 7.46±5.23 2.39±1.08 0.000

在病例組中，有2 例患者氣道未受壓，25 例（92.6%）患者出現(xiàn)不同程度的氣道受壓，其中輕度受壓者2 例（7.4%），中重度受壓移位者14 例（51.9%），9 例（33.3%）患者氣道明顯移位；16 例（59.3%）患者感染未累及會厭，8例（29.6%）患者會厭輕度腫脹，3 例（11.1%）患者會厭重度受累；氣道受壓范圍超過環(huán)狀軟骨水平者17 例（63.0%）。

2.3 3D-CT 測量指標(biāo)與困難氣道相關(guān)性的Logistic 回歸分析

單因素Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，腭咽體積（Velo-V）、腭咽正中矢狀面積（Velo-Msa）、腭咽平均橫截面積（Velo-Mean）、口咽正中矢狀面積（Oro-Msa）、口咽最小橫截面積（Oro-Min）、喉咽體積（Hypo-V）、喉咽正中矢狀面積（Hypo-Msa）、喉咽平均橫截面積（Hypo-Mean）、口咽最小橫截面左右徑（Oro-LAT）、C2 水平咽后壁黏膜厚度（C2-ST）及C3 水平咽后壁黏膜厚度（C3-ST）均與困難氣道具有相關(guān)性（P＜0.05）（表4）。進(jìn)一步進(jìn)行多因素Logistic 回歸分析，校正患者年齡（≥55 歲）和BMI（≥26 kg/m2）差異對分析結(jié)果的影響，結(jié)果顯示：腭咽正中矢狀面積（Velo-Msa）、口咽正中矢狀面積（Oro-Msa）、喉咽正中矢狀面積（Hypo-Msa）、喉咽體積（Hypo-V）、喉咽平均橫截面積（Hypo-Mean）、C2 水平咽后壁黏膜厚度（C2-ST）及C3 水平咽后壁黏膜厚度（C3-ST）與困難氣道具有相關(guān)性（P＜0.05）（表4）。

表4 測量指標(biāo)與困難氣道相關(guān)性的Logistic 回歸分析結(jié)果Tab 3 Results of Logistic regression analysis of measurement indexes and difficult airway

3 討論

口腔頜面部間隙感染易累及咀嚼肌間隙、咽旁間隙、口底間隙及氣管前間隙等深部組織間隙，造成不同程度的氣道受壓、會厭水腫和張口受限等，引起氣管插管困難或面罩通氣困難[7]。對于已預(yù)測困難氣管插管或困難面罩通氣的患者，建議選擇清醒鎮(zhèn)靜表面麻醉下氣管插管，緊急情況下應(yīng)選擇氣管切開等有創(chuàng)工具或方法[8]。雖然此類患者困難氣道發(fā)生率高，但并非所有頜面部間隙感染患者均屬于困難氣道。在本研究中并未將所有頜面部間隙感染患者作為實際的困難氣道病例，病例組納入的為經(jīng)麻醉醫(yī)師評估的已預(yù)測困難氣道患者，這部分患者均接受了清醒鎮(zhèn)靜表面麻醉氣管插管或氣管切開。非頜面部間隙感染患者也并非均屬于非困難氣道病例，因本研究是回顧性研究，對照組納入的為經(jīng)麻醉醫(yī)師評估，且經(jīng)過直視喉鏡或者可視喉鏡一次性插管成功的非困難氣道正常患者。同時，病例組入組的為已預(yù)測困難氣道患者，也是本研究中氣道受壓比例較高的原因。

CT 檢查方便快捷，是頜面部間隙感染患者首選及必備的影像學(xué)檢查方法[9]，可作為此類患者氣道評估的首選影像學(xué)氣道評估方法。然而，目前臨床上以二維 CT 檢查為主，只能提供斷層內(nèi)的組織信息，無法顯示組織的三維形態(tài)和組織間的毗鄰關(guān)系。氣道3D-CT 重建可以對整個氣道的軟硬組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行顯示，獲得多平面、多角度的上氣道解剖信息，幫助麻醉醫(yī)師直觀地觀測到咽后、會厭、頸部的腫脹情況，以及異常的氣道解剖改變，更準(zhǔn)確地評估患者是否存在困難氣道[10]。研究[11]表明，Dolphin 軟件中的氣道重建模塊可迅速、準(zhǔn)確地重建氣道的三維結(jié)構(gòu)，并可進(jìn)行角度、線距、面積和體積的測量，在氣道的三維測量分析中具有明顯優(yōu)勢。

因頜面部間隙感染患者常伴隨不同程度的氣道受壓變形，因此在本研究中以后鼻棘點、頸椎椎體前下緣水平線等骨性解剖結(jié)構(gòu)作為氣道口咽及喉咽的分界[12]，而非以常規(guī)的軟組織結(jié)構(gòu)分界，以更客觀地評價上氣道不同部分的受壓情況。

本研究病例組中92.6%的氣道出現(xiàn)不同程度的壓迫，口咽最小橫截面積及其左右徑小于對照組。有研究[13]表明，氣道最狹窄平面是增加氣流阻力的主要原因，氣道橫截面積測量的重要性高于氣道體積。但在本研究中，回歸分析結(jié)果顯示，口咽最小橫截面積及其徑線與困難氣道的相關(guān)性較低。

頜面部間隙感染患者感染病灶易波及氣道周圍組織，腭咽作為肌性氣道區(qū)域易受壓；病例組中63%的患者氣道受壓范圍超過環(huán)狀軟骨水平，導(dǎo)致喉咽區(qū)受壓移位較嚴(yán)重；而舌咽區(qū)因有骨性結(jié)構(gòu)支撐，不易產(chǎn)生變形移位。因此，在本研究中，病例組患者腭咽及喉咽體積、腭咽及喉咽平均橫截面積均顯著小于對照組，而舌咽體積及平均橫截面積在2 組中無顯著差異。其中，Logistic 回歸分析結(jié)果提示，喉咽體積及平均橫截面積與困難氣道具有較高的相關(guān)性。

間隙感染影響氣道的程度及對解剖結(jié)構(gòu)的改變，往往決定麻醉醫(yī)師是否需要采用更多方法及設(shè)備來管理氣道。氣道是否偏離中線位置及偏離程度，可簡單地幫助醫(yī)師判斷其壓迫程度，而氣道的正中矢狀面面積可客觀反映這一事實。在本研究中，病例組腭咽、口咽及喉咽的正中矢狀面積均小于病例組，且Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，腭咽、口咽及喉咽正中矢狀面面積均與困難氣道具有較高的相關(guān)性。

通過影像技術(shù)測量的椎前軟組織厚度可用于識別軟組織異常，如椎前腫脹、腫瘤等[14]。研究[15]表明，頜面部間隙感染患者C2 和C3 水平的椎前軟組織厚度即咽后壁厚度高于正常上限，而C4 和C5 水平因喉部和食管位置差異，以及吞咽狀態(tài)的不同顯示出較大差異。在本研究中，病例組C2 和C3 水平咽后壁厚度明顯大于對照組，回歸分析結(jié)果均顯示出其與困難氣道的相關(guān)性。

在本研究中，喉咽體積及平均橫截面積、咽氣道正中矢狀面面積、C2 和C3 水平咽后壁厚度在頜面部間隙感染困難氣道患者中有較大程度的改變，或可成為今后頜面部間隙感染患者預(yù)測困難氣道的潛在指標(biāo)，為進(jìn)一步前瞻性研究奠定基礎(chǔ)。

本研究存在局限性。首先，因為回顧性研究無法限定患者CT 攝片時的頭部姿勢及呼吸狀態(tài)，因此無法避免其對三維測量數(shù)據(jù)的干擾；同時由于患者術(shù)前攝片時間的差異，以及感染進(jìn)展速度的差異，均會對CT 測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。其次，雖然麻醉醫(yī)師對于困難氣道的處理均遵循一定的指南，但不同麻醉醫(yī)師對于患者氣道狀態(tài)的評估及采取的處理措施會略有差異，所以無法保證入組患者的一致性。最后，本研究缺少患者麻醉誘導(dǎo)時的詳細(xì)氣道評估數(shù)據(jù)，無法對CT 測量數(shù)據(jù)與真實困難氣道評估情況進(jìn)行敏感性分析，尚需前瞻性試驗進(jìn)一步研究。

綜上所述，氣道3D-CT 重建可以清晰地顯示頜面部間隙感染患者的氣道解剖情況，直觀立體地觀察氣道形態(tài)及大小的變化。其中，咽氣道正中矢狀面面積、喉咽體積及平均橫截面積、C2 和C3 水平咽后壁厚度或可成為頜面部間隙感染患者困難氣道的預(yù)測指標(biāo)。

參·考·文·獻(xiàn)

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